中点箝位式三电平光伏并网逆变器的三单相Quasi-PR控制策略

准比例谐振(quasi-proportion resonant,Quasi-PR)控制器可克服传统比例谐振(proportion resonant,PR)控制器带宽窄、抗频率偏移能力差的缺点,基于此提出了基于三单相Quasi-PR控制的中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平光伏并网逆变器控制策略。Quasi-PR控制器继承了传统PR控制器的优点,避免了矢量控制策略中复杂的坐标变换、解耦控制和前馈补偿等,简化了控制算法。同时当电网频率发生偏移时,Quasi-PR控制器仍能实现对交流电流的无静差跟踪。此外,为减少电网不平衡时产生的较大谐波电流含量,设计了基于Quasi-PR控制的分次谐波补偿器。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。

LCL滤波单相光伏并网逆变器Quasi-PR控制策略

针对采用传统PI控制器的LCL滤波单相光伏并网逆变器在跟踪并网交流信号时存在静差的问题,在并网电流Quasi-PR单闭环控制的基础上,增加1个电容电流内环,从而构成双闭环控制结构,以提高系统抗扰能力,抑制振荡;通过Quasi-PR实现外环并网电流无静差控制.在系统建模和分析的基础上设计参数,利用MATLAB软件进行仿真分析,通过搭建的试验系统加以验证.结果表明:在此控制策略下,获得的并网电流畸变率小,实现了并网电流的无静差跟踪,系统输出波形满足入网要求.

采用可控负荷灵敏度的DFIG并网电力系统低频振荡模式抑制

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)并网加剧了低频振荡(low-frequency oscillations,LFO)。电力市场和智能用电设备,使得负荷可参与阻尼控制。此时危险模式阻尼比受负荷影响,增加特征灵敏度解析表达难度。现有恒阻抗模型,不能反映综合负荷对小扰动稳定影响;异步电机模型精确,但参数辨识难度大,很难用于小扰动稳定分析。该文为避免潮流计算和稳定分析中负荷模型差异,采用ZIP负荷模型修正系统状态方程。以潮流解对负荷灵敏度为中间变量,提出危险模式阻尼比对负荷灵敏度的解析表达。引入准比例谐振控制(quasi-proportional resonance,qPR)调节负荷,相应修正阻尼比灵敏度,以改善阻尼控制的鲁棒性。仿真结果验证了所提算法的控制效果。

光储式充电站基于SOC的改进型准PR下垂控制研究

针对光储式电动汽车充电站以DG形式接入微电网的情况,提出了一种基于SOC的改进型功率耦合下垂控制,在系统孤岛运行时,能根据充电站储能系统SOC的变化,改善充电站与其他DG之间的功率分配;在微电网并网/孤岛双模式切换时,结合相应的并网输出功率的改变和预同步控制,来实现双模式切换的平滑过渡。在逆变器的双环控制中,电压外环采用准PR控制,电流内环采用比例P控制,实现对参考信号的快速跟踪和无差控制。最后,基于MATLAB/Simulink针对不同工况对控制策略进行了对比研究,仿真结果表明,所提出的改进型下垂控制能实现充电站向电网方向放电的灵活有效控制。

光伏并网逆变器模糊准PR控制仿真研究

针对光伏并网逆变器系统的非线性特性,在固定参数PR控制方法的基础上,提出了一种模糊准PR控制方法。首先介绍单相光伏并网逆变器的结构,并分析准PR控制的实现算法、离散化和谐波滤除,然后把模糊控制和准PR控制结合应用于并网逆变器同步控制。最后利用Matlab/simulink平台进行仿真实验,结果表明:与准PR方法相比,所提出的控制方法可使电网电流同步误差更小,适应性和抗干扰性更强,因而具有较好的应用价值。

Z源三电平并网逆变器的准PR控制系统

Z源三电平逆变器将具有独特性能的Z源拓扑和高性能的三电平逆变器相结合,能够充分发挥两者的优势。由于Z源三电平逆变器的拓扑结构相比两电平逆变器更加复杂,为了避免并网控制策略中复杂的坐标变换和解耦过程,进而提高系统效率,将准PR控制引入Z源三电平并网逆变器中。在理论分析的基础上,将准PR控制和SVPWM调制算法相结合,设计出了系统完整的控制策略,实现了Z源三电平逆变器在两相静止αβ坐标系下对电网交流信号的无静差跟踪,简化了传统的系统控制结构,提高了系统的性能。最后在Matlab/Simulink仿真软件中建立了Z源三电平并网逆变器的的仿真模型。仿真结果表明,相比于传统的两电平逆变器,该三电平逆变器输出的电压更接近正弦波,谐波畸变率更低,系统的鲁棒性更强。

基于PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化

针对光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器时不能实现无静差跟踪和并网电流逆变器直流分量注入问题,提出PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化策略。在介绍了PI与准PR联合控制的原理的基础上,详细分析了准PR控制的原理和算法实现。准PR控制能够实现无静差跟踪,PI与准PR联合控制实现了直流的抑制。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明能够对并网电流的无静差控制,消除了单一PI控制所产生的相位误差,抑制了直流分量,并且具有良好的并网波形质量。

一种适合于储能PCS的PI与准PR控制策略研究

储能变流器(PCS)是储能系统的核心部件,主要运行模式有并网和离网两种。本文重点针对储能PCS在离网条件下所采用的定电压/频率控制策略进行研究,从储能PCS的拓扑结构入手,建立其数学模型,并制定相应的控制策略。根据控制器选择的不同,本文分别介绍了基于PI控制器以及准PR控制器的控制策略,画出了详细的控制框图。最后基于Matlab仿真模型,制定了两种不同运行工况,针对这两种工况对不同控制器条件下PCS的外输出特性进行对比分析,并得出相应的结论,为工程实践提供相应的理论支撑和指导经验。

基于准PR控制器的MMC-HVDC新型环流抑制策略研究

MMC-HVDC相间环流使得桥臂电流发生畸变,增大了桥臂电流峰值,增加了功率损耗,并严重威胁子模块电容电压平衡和电容的寿命。为此,本文首先分析MMC-HVDC的工作原理和数学模型,进一步分析了MMC相间环流产生机理,分析表明环流中只存在偶数次谐波,不存在奇数次谐波,其中,2、4、6次环流谐波含量所占比重最大。基于此提出了一种基于准PR控制器的新型环流抑制策略。该控制策略不仅克服了传统PR控制器抗电网频率偏移能力差、带宽窄的缺点,而且大大减少了准PR控制的使用数量,减小了系统设计的复杂度。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的正确性和优越性。

鲁棒与PR控制器对比分析及在中频电源中的应用

为提高中频电源的动态性能和鲁棒性能,将鲁棒控制器应用到中频电源控制当中.在建立控制对象数学模型的基础上,把负载和滤波器电感参数作为不确定因素,基于μ分析与综合方法设计了一个鲁棒控制器.仿真和实验结果表明:动态响应速度比采用双环准PR控制器的中频电源提高了一倍,动态过程中电压的波动也降低了将近40%,且鲁棒性能更好.采用鲁棒控制器的中频电源不仅可以实现无静差跟踪和渐进稳定,而且还具有良好的鲁棒性能以及抗负载扰动能力.

光伏并网虚拟磁链自然坐标定向与准PR控制

针对单相双级式并网系统,提出基于虚拟电机磁链的无电网电压传感器自然坐标定向方法,减少传感器使用的同时省去复杂的坐标变换。电流内环采用带通式准比例谐振(PR)控制,实现并网指令电流的无差跟踪。电压外环采用比例积分(PI)控制,实现直流母线稳压控制。针对功率脉动问题提出外环输出内嵌带阻式准PR控制方法,降低母线电压脉动对内环有功指令电流的影响。实验结果验证了所提方法的有效性。

基于准PR控制的储能逆变器离网模式下稳定性分析

对储能逆变器在离网模式下的稳定判据进行了研究。介绍了级联系统的概念,基于储能逆变器带负载运行的拓扑结构,引入输出阻抗及输入阻抗的概念,并根据阻抗率的奈奎斯特曲线确定系统稳定运行的拒绝域。采用准比例—谐振(PR)控制器对逆变器进行控制,建立其数学模型,并得到了逆变器的输出阻抗。最后,基于MATLAB仿真模型,分别在负荷水平、控制器参数及滤波器参数变化的条件下,仿真分析了逆变器输出阻抗变化对系统稳定性带来的影响,并得出相应的结论,为实际系统的设计提供相应的理论支撑和指导经验。

NPC三电平光伏并网准PR电能质量控制

为提高光伏并网电能质量,基于光伏并网发电系统逆变主电路和并联型APF在拓扑结构、运行方式和控制方法上具有诸多相同点,提出一种将有源滤波和无功功率补偿与光伏并网发电相结合的新型控制方案。该方案利用FBD电流检测法,无需复杂的Park变换和d-q变换,即可实现瞬时谐波和无功电流的检测。结合中点箝位式(NPC)三电平准PR控制策略,即可完成对交变电流信号在静止坐标系下的无静差跟踪控制,在简化控制算法的同时大大减小了并网电流的谐波含量,且增强了系统的鲁棒性。仿真及实验结果表明,所提控制策略可有效地实现光伏并网发电和有源滤波及无功功率补偿的统一控制。

具备无功补偿的NPC三电平光伏并网发电系统的准PR控制

为避免传统方法中复杂的坐标变换和解耦控制,同时提高系统利用率,提出了一种基于准PR控制的中点箝位式(NPC)三电平光伏并网发电系统新型控制策略。该发电系统在白天可同时进行有功功率输出和无功功率补偿,在夜晚仍能实现对负载的无功补偿。准PR控制器的引入实现了在静止坐标系下对交流信号的无静差跟踪,不仅简化了控制算法,而且增强了系统的鲁棒性。同时基于准PR控制原理设计了分次谐波补偿器,大大减小了并网电流的谐波含量。此外,通过反馈上下电容的电压差实现了中点电位平衡控制。仿真结果证明了所提控制策略的可行性和优越性。

基于自适应准PR控制器的MMC环流控制策略研究

模块化多电平变流器(MMC)正常运行时偶数次环流的存在,会增加系统损耗,影响系统的安全运行。针对MMC桥臂电流中的二倍频环流,提出一种自适应准PR控制的方法,并给出相关参数的调整规则;同时对子模块电容电压的扰动进行前馈补偿,以抑制子模块电容电压的扰动所引起的其他偶数次环流。所提出的控制方法无须进行坐标变换和相间解耦,各相只需一个准PR控制器就可以同时抑制MMC中的偶数次环流,结构简单,且能适应负载的变化。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性。

采用LCL滤波器的三相光伏并网逆变器准PR控制

文中详细分析了LCL滤波器的特点,其在谐振频率处存在谐振尖峰,利用电容电流反馈可有效抑制谐振尖峰。分析比较了不同控制器的特点,其中准PR控制器在静止坐标系下就可以实现对交流量的调节控制,并且对谐波的抑制能力较强,在不平衡电网情况下仍有很好的鲁棒性,因此文中提出了采用准PR控制器的电流双闭环控制策略。将电流双闭环控制与最大功率跟踪环节相结合,使得太阳能得到最大限度利用,同时保证了并网逆变器的功能要求。最后,利用MATLAB/Simulink搭建系统仿真模型,仿真结果证明了控制策略的有效性和正确性。

基于DRNN自整定准PR控制的光伏并网系统研究

以配置LCL滤波器的单相光伏并网逆变系统为研究对象,针对其非线性、时变特性,提出一种基于准比例谐振(quasi proportional resonant,QPR)控制的直流电压外环、并网电流内环和电容电流内环三闭环控制策略,并给出准PR控制器的离散化方法。针对准PR控制器参数固定无法适应电网参数变化,难以达到系统控制性能最优的不足,提出一种基于动态对角递归神经网络(diagonal recurrent neual network,DRNN)自整定准PR控制器并给出其控制算法,DRNN采用基于二阶梯度的递推预报误差算法(recursive prediction error,RPE),其较一阶梯度反向传播算法(propagation,BP)具有更快收敛速度。仿真对比分析和实验结果表明,采用上述控制策略的单相光伏并网逆变系统具有良好的输出电流质量和快速的动态响应性能,可有效避免并网电流谐振并实现并网电流高功率因数。

基于准PR调节的三相风电并网逆变器

本文研究了三相并网逆变器的拓扑结构及控制策略。针对PI控制器、PR控制器存在的问题,通过使用准PR控制器的电流环调节方法,解决了PI控制器存在静态误差、抗干扰能力差的问题,克服了PR控制器难以实现的局限性,同时充分利用其增益大的特点。仿真和实验结果证明:准PR控制器应用于三相逆变器中能够实现无静差跟踪,同时具备很强的抗干扰能力,对于风电并网逆变器电流环控制具有实际意义。

基于DSC整流器和双闭环PR逆变器的模块化中频静变电源

与传统中频电源相比,模块化中频静变电源具有选用灵活、可靠性高、冗余性好、便于系统维护等优点。中频静变电源整流器在控制母线电压稳定的同时还要实现单位功率因数控制。为此,具体分析了双电流环控制策略,给出了双电流环控制器中电压电流正负序分离原理和双dq锁相环的具体实现方法,即延时信号抵消(DSC)和双闭环准比例谐振(PR)。针对逆变器输出电压基波无差跟踪困难、谐波含量高等问题,采用双闭环多重准PR控制策略,实现中频电压的稳定输出。仿真和试验结果表明,双电流环控制器能同时实现母线电压稳定和单位功率因数控制,采用双闭环多重准PR控制策略的中频逆变器能够输出稳定的中频交流电压。

基于模糊自适应准PR控制的三相并网逆变系统锁相环研究

针对目前广泛应用的广义积分器锁相技术中PI调节无法做到无静差跟踪,影响锁相效果的问题,提出使用准PR控制取代PI控制作为环路滤波器对锁相环进行调节;同时引入模糊自适应控制器解决广义积分器参数、环路滤波器参数不能适应控制过程参数变化、扰动等不确定因素的问题。仿真结果和实验测试证明该改进方法有效提高锁相精度和抗干扰能力。